1 概述
玉米是畜禽飼料配方中主要的能量飼料，有“能量之王”的美譽(yù)。在飼料配方中使用量最大，一般都在50%以上。由于用量大，盡管玉米是以提供能量為主要功能，但是其提供的蛋白質(zhì)占配合飼料中總蛋白質(zhì)的三分之一左右，因此玉米也是非常值得重視的蛋白質(zhì)資源。
由于玉米的賴(lài)氨酸和色氨酸含量低，并非優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)來(lái)源，玉米育種學(xué)家很早就開(kāi)始注意這一問(wèn)題，并致力于玉米蛋白質(zhì)品質(zhì)的改良。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究實(shí)踐，改良玉米蛋白質(zhì)品質(zhì)目前主要是通過(guò)隱性突變基因Opaque-2及其與修飾基因的互作效應(yīng)，提高玉米胚乳中谷蛋白含量，減少醇溶蛋白含量，達(dá)到改善氨基酸組成的目的。經(jīng)過(guò)這一方法改良的玉米被稱(chēng)為“優(yōu)質(zhì)蛋白玉米”(Quality protein maize，QPM)。在此之前，利用Opaque-2隱性基因(沒(méi)有修飾基因)選育改良的玉米稱(chēng)為高賴(lài)氨酸玉米(軟質(zhì)胚乳)，見(jiàn)表1。由于高賴(lài)氨酸玉米(軟質(zhì)胚乳)產(chǎn)量低于普通玉米，對(duì)病蟲(chóng)害的抵抗力較差，所以推廣利用受到了限制，影響了推廣應(yīng)用，沒(méi)有得到普及。但是，現(xiàn)在選育改良的優(yōu)質(zhì)蛋白玉米則不同，例如中國(guó)農(nóng)科院作物研究所選育的“中單9409'’，解決了優(yōu)質(zhì)蛋白玉米的質(zhì)優(yōu)與高產(chǎn)、抗病力的矛盾問(wèn)題，產(chǎn)量比普通玉米提高8%～15%，賴(lài)氨酸和色氨酸含量提高50%左右，亮氨酸:異亮氨酸比值提高，總尼克酸、游離尼克酸含量提高。
盡管目前優(yōu)質(zhì)蛋白玉米的普及推廣還處于初始階段，種植普及不夠，但只要優(yōu)質(zhì)蛋白玉米的產(chǎn)量及其抗病力改善，普及推廣只是時(shí)間問(wèn)題，在滿足人們膳食的同時(shí)，可以廣泛應(yīng)用于畜禽飼料生產(chǎn)中來(lái)。
2 不同品質(zhì)玉米飼料常規(guī)成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比較
表1 正常、軟質(zhì)、硬質(zhì)胚乳類(lèi)型玉米的蛋白質(zhì)組成
表2 高蛋白質(zhì)玉米、普通1級(jí)玉米及高賴(lài)氨酸玉米的主要飼料成分指標(biāo)比較
表3 高蛋白質(zhì)玉米、普通1級(jí)玉米及高賴(lài)氨酸玉米的氨基酸消化率比較
許多國(guó)家都在進(jìn)行高蛋白、高賴(lài)氨酸及高油等優(yōu)質(zhì)玉米的培育改良工作，但品質(zhì)變異較大。就不同品種的高賴(lài)氨酸玉米而言，其蛋白質(zhì)含量差異不大，而賴(lài)氨酸含量在0.33%～0.54%范圍內(nèi)，平均0.38%，比普通玉米增加46%;色氨酸含量平均為0.083%，比普通玉米增加66%。亮氨酸含量下降，其異亮氨酸:亮氨酸比值比普通玉米增加20%，分別為0.3%和0.36%，對(duì)緩解異亮氨酸、亮氨酸和纈氨酸拮抗，提高畜禽飼料氨基酸平衡性有利。此外，農(nóng)業(yè)部跨越計(jì)劃項(xiàng)目中的部分研究試驗(yàn)(翟少偉，2002)結(jié)果及國(guó)外的研究結(jié)果未發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)蛋白玉米與普通蛋白玉米在有效能值上的差異。中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)情報(bào)網(wǎng)中心結(jié)合“中國(guó)飼料成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值表2002版”的修訂工作，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外在測(cè)定及評(píng)定高蛋白質(zhì)玉米、高賴(lài)氨酸玉米及普通玉米的飼料成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究成果，于表2中列出了這3種玉米的常規(guī)成分、飼料能值、氨基酸含量數(shù)據(jù)。表3總結(jié)了3種玉米的豬飼料氨基酸回腸真消化率及不去盲腸的雞飼料氨基酸真消化率。
如表2所示，與普通1級(jí)蛋白玉米相比，高賴(lài)氨酸玉米的賴(lài)氨酸、色氨酸、精氨酸分別比普通玉米提高50%、11%、28%，而蛋氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸則分別下降了16%、20%和10%。
就豬飼料真消化率而言，高賴(lài)氨酸玉米與普通玉米的賴(lài)氨酸的消化率基本接近，而高賴(lài)氨酸玉米的蛋氨酸消化率有降低的趨勢(shì);對(duì)于用作雞飼料而言，主要限制性氨基酸是賴(lài)氨酸和蛋氨酸的真消化率，高賴(lài)氨酸玉米均表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。但是，在一般情況下，差異不顯著。那么，就普通玉米GB l級(jí)與高賴(lài)氨酸玉米在相同價(jià)格前提下，其性能價(jià)格比究竟誰(shuí)勝誰(shuí)劣，應(yīng)成為新的玉米品種能否推廣應(yīng)用以及飼料廠選購(gòu)原料極為關(guān)心的問(wèn)題，即性能價(jià)格比的問(wèn)題。要回答這個(gè)問(wèn)題，恐怕只有從具體的配方篩選中，去窺探各自的特點(diǎn)。
3 高賴(lài)氨酸玉米與普通玉米的選用
考慮到目前以有效氨基酸設(shè)計(jì)飼料配方受到多種因素的制約，本文還是以飼料中氨基酸化學(xué)含量為基礎(chǔ)篩選配方。選用的計(jì)算工具為中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)情報(bào)網(wǎng)中心最新研制成功的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程飼料配方系統(tǒng)，利用飼料數(shù)據(jù)庫(kù)的飼料營(yíng)養(yǎng)成分表和相關(guān)知識(shí)參考庫(kù)資源進(jìn)行遠(yuǎn)程配方計(jì)算。
表4 典型的包含兩種玉米的肉雞(0～3周齡肉用仔雞)線性規(guī)劃配方模型
表5 典型的包含兩種玉米的肉雞(0～3周齡)最低成本配方
以計(jì)算一個(gè)典型的肉仔雞配合飼料為例，選用的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)為0～3周齡肉仔雞的營(yíng)養(yǎng)需要量，所采用的原料有普通玉米、高賴(lài)氨酸玉米、豆粕、棉籽粕、魚(yú)粉、磷酸氫鈣、石粉、蛋氨酸、賴(lài)氨酸、食鹽、玉米油。在給出原料價(jià)格、用量限制并按線性規(guī)劃原理由系統(tǒng)生成的配方模型列在表4中。為考察兩種玉米的性能價(jià)格比，特給定兩者的價(jià)格相同，如表4所示均為0.92元/kg。
利用遠(yuǎn)程配方系統(tǒng)對(duì)表4所示配方模型(配方1)及從表4模型中去掉高賴(lài)氨酸玉米所得配方模型(配方2)分別進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果一并列在表5中：配方1是在模型中同時(shí)提供2種玉米并不附加用量限制的前提下，自由優(yōu)化出的滿足所有約束條件下的最優(yōu)配方，表明在高賴(lài)氨酸玉米的價(jià)格與普通玉米持平時(shí)，它能部分替代普通玉米的使用量(本例為10.40%)，說(shuō)明普通玉米的營(yíng)養(yǎng)綜合性能在這一特定的配方模型下優(yōu)于高賴(lài)氨酸玉米。這與當(dāng)初人們選育高賴(lài)氨酸玉米品種，寄期望改善其氨基酸的平衡性，提高其使用價(jià)值，一般情況下認(rèn)為其性能價(jià)格比優(yōu)于普通玉米的初衷有出入。如果市場(chǎng)上高賴(lài)氨酸玉米的價(jià)格高于普通玉米，那么就目前國(guó)內(nèi)的高賴(lài)氨酸玉米的品質(zhì)而言，與普通玉米恐怕更無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力。從表2、表3的數(shù)據(jù)不難看出，盡管通過(guò)選育確實(shí)達(dá)到提高賴(lài)氨酸含量的結(jié)果，但是伴隨的結(jié)果是其他氨基酸尤其是含硫氨基酸的含量下降，這就向品種選育工作提出了挑戰(zhàn)。這也是為什么高賴(lài)氨酸玉米遲遲不能大量推廣的原因之一。
以上僅是以配制肉雞料配方為例，當(dāng)然不能以點(diǎn)概面。如果配方的目標(biāo)不同，原料的選擇與組合不同，充當(dāng)添加劑原料的單體蛋氨酸、單體賴(lài)氨酸的價(jià)格的高低不同等，可能會(huì)導(dǎo)致普通玉米與高賴(lài)氨酸玉米在不同的配方中具有不同的比例，但是可以肯定地說(shuō)，在目前就是將高賴(lài)氨酸玉米的價(jià)格最大限度地降至與普通玉米相同的條件下，它也不能完全取代普通玉米。
4 討論
新世紀(jì)在我國(guó)制約畜牧業(yè)發(fā)展的主要因素之一是全國(guó)人均占有糧食數(shù)量不可能有大的增加，而國(guó)家可以提供的“R&D”的經(jīng)費(fèi)僅占GDP的0.5%或更少，僅是發(fā)達(dá)國(guó)家的1/5～1/7，在這種國(guó)情國(guó)力條件下，我國(guó)的飼料工業(yè)和畜牧業(yè)的出路何在? 飼料糧從何處挖掘? 答案依然是依靠科技進(jìn)步。據(jù)測(cè)算，我國(guó)每年餅粕類(lèi)蛋白質(zhì)飼料缺口至少在2560萬(wàn)t以上，而合成賴(lài)氨酸約3萬(wàn)t左右，加之我國(guó)糧食種植面積逐漸減少是一個(gè)必然趨勢(shì)，大豆種植量的增加有限，而由于技術(shù)、原料(玉米、淀粉等)、建設(shè)廠房及防止環(huán)境污染需要大量的資金投入
就目前通過(guò)中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)情報(bào)網(wǎng)中心收集到的有關(guān)優(yōu)質(zhì)蛋白玉米的養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)分析，現(xiàn)在還不到大力推廣使用高賴(lài)氨酸玉米的時(shí)候。這是因?yàn)榫透哔?lài)氨酸玉米品種本身而言，其性能尚不穩(wěn)定，還處在品種進(jìn)一步選育階段。其次，對(duì)包括高賴(lài)氨酸玉米在內(nèi)的優(yōu)質(zhì)蛋白玉米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定工作也很膚淺，并不系統(tǒng)和完善。但是，不容置疑，從長(zhǎng)計(jì)議，研究和推廣種植高蛋白、高能量、高賴(lài)氨酸等優(yōu)質(zhì)玉米并在畜禽飼料中大力推廣應(yīng)用，是解決我國(guó)能量飼料及蛋白質(zhì)飼料原料日趨緊張的主要措施之一。
（中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)情報(bào)網(wǎng)中心）